Biologia: Evoluzione e Organismi Viventi

La complessità degli esseri viventi è organizzata e specificamente definita, mentre la complessità degli oggetti inorganici è casuale e determinata da fattori ambientali.

Gli esseri viventi hanno la capacità di crescere, ovvero di aumentare la loro massa e complessità, attraverso l'assorbimento e la trasformazione di materia dal mondo organico e inorganico.

Gli esseri viventi hanno la capacità di svolgere reazioni chimiche per ottenere energia e costruire nuove molecole. Questa capacità è facilitata da catalizzatori che accelerano le reazioni.

La capacità degli esseri viventi di dare origine a nuovi organismi simili o uguali a loro stessi, trasmettendo le informazioni genetiche contenute nel DNA alle nuove generazioni.

Il processo di duplicazione del DNA che permette la trasmissione delle informazioni genetiche da una generazione all'altra.

La capacità degli esseri viventi di adattarsi all'ambiente, modificando le proprie caratteristiche nel tempo per sopravvivere e riprodursi.

La teoria che spiega l'evoluzione delle specie attraverso la selezione naturale, ovvero la sopravvivenza e riproduzione degli individui meglio adattati all'ambiente.

Teoria iniziale dell'evoluzione che proponeva che i cambiamenti negli organismi erano causati dall'uso o dal disuso degli organi, e che questi cambiamenti erano ereditari.

Il movimento dei fosfolipidi all'interno del proprio strato (interno o esterno) della membrana cellulare. È un processo continuo e fondamentale per la fluidità e la funzionalità della membrana.

Un meccanismo che consente lo scambio di fosfolipidi tra lo strato interno e quello esterno della membrana cellulare. Richiede l'intervento di proteine specifiche.

La membrana cellulare è costituita da fosfolipidi, altre molecole lipidiche, zuccheri e proteine. I fosfolipidi organizzano la struttura di base con la loro testa polare rivolta verso l'ambiente acquoso e le code apolari rivolte verso l'interno.

Le proteine che si trovano solo sullo strato esterno della membrana cellulare.

Le proteine che si trovano solo sullo strato interno della membrana cellulare.

Le proteine che attraversano interamente la membrana cellulare, esibendo una regione extracellulare, una intramembrana e una citoplasmatica. Queste proteine sono fondamentali per il trasporto di sostanze e per la comunicazione cellulare.

Il passaggio di molecole attraverso la membrana cellulare secondo il gradiente di concentrazione, ovvero da zone a concentrazione maggiore a zone a concentrazione minore. Questo processo non richiede energia.

Il trasporto di molecole attraverso la membrana cellulare contro il gradiente di concentrazione, ovvero da zone a concentrazione minore a zone a concentrazione maggiore. Questo processo richiede energia.

I procarioti non hanno organuli membranosi. Le funzioni di questi organuli, come la fotosintesi e la fosforilazione ossidativa, sono svolte dalla membrana cellulare.

I batteri si riproducono tramite scissione binaria, un processo di riproduzione asessuata. In condizioni favorevoli, questo processo è molto rapido. Ad esempio, un batterio come Escherichia coli può dividersi in circa 20 minuti.

I batteri si riproducono molto rapidamente. Un ritardo nell'assunzione degli antibiotici può significare che il numero di batteri aumenta in modo significativo, rendendoli più resistenti agli antibiotici.

Nel 2010, è stata creata la prima cellula batterica artificiale in laboratorio. Il DNA batterico originale è stato sostituito con un DNA sintetico, che conteneva informazioni da un altro batterio. Questa fu la prima volta che un essere vivente fu sintetizzato in laboratorio.

La maggior parte dei tipi di batteri non può essere coltivata in laboratorio con metodi standard. Di conseguenza, molti aspetti dei batteri sono stati scoperti solo studiando il loro DNA. Infatti, circa il 99% dei tipi di batteri non è ancora stato classificato.

Le cellule eucariotiche sono molto più complesse rispetto alle cellule procariotiche. Ci sono due modelli principali di cellule eucariotiche: la cellula animale e la cellula vegetale. Entrambe possono essere trovate in organismi unicellulari e pluricellulari.

Le cellule eucariotiche possono essere sia unicellulari che pluricellulari. Gli organismi unicellulari sono costituiti da una sola cellula, mentre gli organismi pluricellulari sono costituiti da molte cellule.

Le cellule animali e le cellule vegetali sono i due modelli principali di cellule eucariotiche. Entrambe hanno un nucleo e altri organelli, ma si differenziano per alcune caratteristiche come la presenza di pareti cellulari nelle cellule vegetali.

La presenza di membrane interne che delimitano compartimenti specializzati all'interno della cellula. Questi compartimenti, chiamati organuli, consentono un'organizzazione efficiente delle reazioni metaboliche.

L'ambiente all'interno di un organulo può essere differente da quello del citoplasma, permettendo di ottimizzare le reazioni chimiche. Ad esempio, un pH o una concentrazione di sali specifica possono favorire un determinato processo.

Una parete rigida che conferisce forma e protezione alla cellula vegetale. Essa è composta da cellulosa, un polisaccaride che non si trova nelle pareti cellulari dei batteri o dei lieviti.

Un grande compartimento interno che regola l'osmosi cellulare e contiene sostanze di riserva. Può occupare la maggior parte del volume della cellula.

Strutture all'interno delle quali avviene la fotosintesi clorofilliana. Contengono tilacoidi, altre strutture membranose, dove viene catturata l'energia solare e convertita in energia chimica.

Una membrana che racchiude il DNA genomico, separando il nucleo dal citoplasma. Ciò consente una regolazione precisa dell'espressione genica.

Una rete di membrane interconnesse all'interno della cellula. Può essere rugoso (con ribosomi) o liscio, ed è coinvolto nella sintesi di proteine e lipidi.

Organuli che svolgono la respirazione cellulare, il processo che produce energia (ATP) dalla scomposizione di zuccheri. Hanno una doppia membrana e ospitano il DNA mitocondriale.

Il ciclo cellulare è un processo ordinato e regolato che assicura la corretta duplicazione e divisione cellulare. I punti di controllo sono come dei semafori che garantiscono che ogni fase del ciclo cellulare sia completata correttamente prima di procedere alla successiva.

Il primo punto di controllo si trova tra la fase G1 (crescita cellulare) e la fase S (replicazione del DNA). Questo punto è chiamato anche punto di restrizione perché una volta superato, la cellula è spinta ad andare avanti nel ciclo cellulare. È un punto importante perché decide se la cellula potrà entrare in fase S e duplicare il suo DNA.

Il secondo punto di controllo si trova tra la fase G2 (crescita cellulare) e la fase M (mitosi o meiosi). Questo punto assicura che il DNA sia stato duplicato correttamente e che la cellula sia pronta a dividersi.

Il terzo punto di controllo si trova durante la fase M, tra metafase e anafase. Questo punto controlla che i cromosomi siano correttamente allineati sul fuso mitotico (o meiotico) prima che si separino.

È un controllo diffuso che si verifica durante tutte le fasi del ciclo cellulare. Questo controllo garantisce che il DNA non abbia subito danni. Se si riscontrano danni, la cellula entra in arresto del ciclo per permettere la riparazione del DNA.

I filamenti intermedi sono proteine che formano fibre di spessore intermedio nel citoscheletro, specifiche per determinati tessuti.

La cheratina è una proteina che forma i filamenti intermedi della pelle e dei capelli.

Le vimentine e le desmine sono proteine che formano i filamenti intermedi in diverse cellule, come quelle muscolari.

Le lamìne nucleari sono filamenti intermedi che formano una rete all'interno del nucleo cellulare.

I lisosomi sono organuli cellulari che contengono enzimi digestivi (idrolasi acide) che lavorano in ambiente acido (pH 4-5).

I lisosomi digeriscono componenti cellulari non più funzionanti, come organuli vecchi, e le loro componenti base possono essere riciclate dalla cellula.

Se un lisosoma si rompe, le idrolasi acide non funzionano correttamente a causa del pH della cellula, impedendo danni potenziali.

Le malattie lisosomiali si verificano quando gli enzimi nei lisosomi non funzionano correttamente, impedendo la digestione delle sostanze nel lisosoma.